Bene Zoltán: Ötven év a tudomány élvonalában
Beszélgetés Nagy Ferenc növénybiológussal
Nagy Ferenc professzor úr 1952. november 23-án született Hevesen, 1977-ben végzett biológusként a József Attila Tudományegyetemen. Széchenyi-díjas biológus, a Német, az Európai és a Magyar Tudományos Akadémia rendes tagja, hosszabb-rövidebb megszakításokkal a Szegedi Biológiai Központ kutatója a hetvenes évek óta, később az SZBK Növénytani Intézetének csoportvezetője, majd 2018-tól a HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpont igazgatója. Dolgozott az Egyesült Államokban, Svájcban, Németországban és Skóciában is, de mindig visszatért Szegedre, sőt, külföldi munkái során is élő kapcsolatot ápolt a szegedi tudományos élettel. Kiemelkedő tudományos tevékenységét számos díjjal ismerték már el, idén a Szegedért Alapítvány Szőkefalvi-Nagy Béla-díját veheti át.
– Egerben jártam gimnáziumba, a Gárdonyiba, biológia szakos osztályba, ahol a biológia tanárnőm hívta el a figyelmemet arra, hogy Szegeden hamarosan nyílni fog egy hipermodern új intézet, amely meg fogja változtatni Magyarországon a biológiai kutatás jellegét, ezért ha érdekel a kutatói pálya, márpedig engem nagyon érdekelt, akkor Szegedre kell jelentkeznem, mert onnan egyenes út vezet ebbe az új intézménybe, azaz a Szegedi Biológiai Kutatóközpontba. Így is tettem, föl is vettek, s mikor 1977-ben végeztem az egyetemen, akkor már az SZBK-ban dolgoztam.
– Valóban ennyire egyenes út volt ez?
– Aki tehetséges diák volt, annak igen. Jól tanultam, Népköztársasági Ösztöndíjas lettem, volt olyan év, amikor Karikó Kati és én együtt kaptuk meg ezt a kiemelt ösztöndíjat. 1977 júniusában mint tudományos segédmunkatárs léptem be az SZBK gárdájába, de akkor már évek óta itt dolgoztam egyetemistaként. Első tudományos cikkemet 1976-ban publikáltam még egyetemistaként. 1981-ben védtem meg az egyetemi doktorimat, a mai PhD elödjének számít, és még ugyanabban az esztendőben elmehettem fél évre Arizonába. Miután hazajöttem, nem sok időt töltöttem itthon, mert 1982 végén meghívtak New York-ba, a Rockefeller Egyetemre, hogy ott folytassam a kutatómunkámat. A doktori munkámra figyeltek föl, amelyet Maliga Pálnál írtam, s a kifejlesztett technológia miatt hívtak meg. Öt évig dolgoztam a Rockefeller Egyetemen, először mint posztdoktor, később mint assistant professzor. Ez egy nagyon különleges egyetem New York szívében, csak PhD-képzéssel és kutatással foglalkozik, a folyosókon lépten-nyomon azoknak a Nobel-díjasoknak a fotóit látni, akik ott dolgoztak vagy éppen dolgoznak. ’88-ban tértem haza Magyarországra, visszajöttem az SZBK-ba, ahol már amerikai tartózkodásom idején létrehoztam egy kutatócsoportot. A rendszerváltozás időszaka azonban nem igazán kedvezett a kutatói tevékenységnek, elég zavaros éveket éltünk, ezért megpályáztam a svájci Friedrich-Miescher Institute csoportvezetői állását, így kerültem Baselbe. Közben azonban a szegedi kutatást sem adtam fel.
– Párhuzamosan több kutatócsoportban is dolgozott?
– Igen, előfordult, hogy párhuzamosan három kutatócsoportom is volt. Végig, amíg Svájcban dolgoztam, az itthoni csoport kutatásait is vezettem, évekig ez a kettőség jellemezte a munkámat és az életemet, egészen 1996-ig. A szegedi csoportot ugyanis 1995 és 2010 között a Howard Hughes Medical Institute nemzetközi ösztöndíja segítette. Ez egy ötéves időtartamra szóló támogatás, kifejezetten kelet-európai kutatók számára írják ki. Háromszor ítélték meg nekem. Amikor először elnyertem, akkor föladtam a svájci állásomat, és 1996-tól az SZBK-ban mint csoportvezető dolgoztam. Ezt az tette lehetővé, hogy ez az amerikai támogatás mögöttem, mögöttünk állt. Ez alatt az időszak alatt nemzetközi rangot szereztünk.
– De a párhuzamosságok megmaradtak továbbra is…
– Igen, ez így van. Nagyon sok minden történt velem. 2000-ben megpályáztam a Gödöllői Mezőgazdasági Biotechnológiai Kutatóközpont főigazgatói pozícióját, el is nyertem, és hat éven keresztül főigazgatóként irányítottam a szervezetet, koordináltam 200 kollégám munkáját. Ebben az időben is egy kettőséget éltem meg, hiszen hétközben Gödöllőn voltam igazgató, hétvégén jöttem haza, de közben vezettem a szegedi csoportomat. Így ment 2006-ig.
– És közben még bonyolódott is a helyzet…
– 2001-ben megnyertem egy német tudományos pályázat díját, a Wolfgang Paul Díjat, és ennek következményeként alapítottam Freiburgban is egy kutatócsoportot, ami a Humboldt Research Foundation alapítvány támogatásával működött. Ez hatalmas összeget jelentett akkoriban: négy és fél millió német márkát, hiszen még az Euro bevezetése előtt jártunk. Ez is egy olyan időszaka volt az életemnek, amikor három helyen dolgoztam egyszerre: Gödöllőn, Freiburgban és Szegeden. Egészen 2006-ig, mint mondottam. 2006-ban lejárt a gödöllői megbízatásom, s ezzel meg is szakadt a kapcsolatom az intézettel, hiszen ott nem vettem részt a kutatásban, vezetői feladatokat láttam el; a freiburgi projektet is lezártuk 2005-ben, visszajöttem hát Szegedre, végképp, újra teljes munkaidőben. Viszont 2008-ban, egy volt külföldi kollégám kérésére megpályáztam egy skóciai egyetemi állást. A skótok ugyanis egy speciális programot indítottak, szerették volna a skót felsőoktatási rendszert „nemzetköziesíteni”, ennek érdekében kerestek külföldi, de nem brit tudósokat, akik belépnek a skót egyetemek világába. Így lettem 2008-tól az Edinburghi Egyetem Növényi sejt- és rendszerbiológiai Tanszékének vezetője mint professzor. 2008-tól ezzel tértek vissza a párhuzamosságok az életembe: Szegeden voltam csoportvezetőként, illetve éppen 2008-tól igazgató-helyettesként is, közben Edinburghben is dolgoztam, de még létezett a német kapcsolatom is, tehát ebben a háromszögben tevékenykedtem, és három csoportot irányítottam.
– A három csoport kutatási területe mennyire tért el egymástól?
– Mind a három csoport ugyanazt a témát kutatta, ez pedig a növényi fotoreceptorok által vezérelt növényi egyedfejlődésnek a kérdései. Szeretnénk megérteni azt, hogy ha a növényreceptorok elnyelnek egy fotont, ebből a fényenergiából miként alakítanak biokémiai jelet, és az a biokémiai jel hogyan képes aztán szabályozni a növény növekedését, nagyságát, színét, tehát az egyedfejlődését. Ez a fotobiológia. Részben ezen kutatások eredményeire támaszkodva írtam az MTA doktori disszertációmat, amelyet 1997-ben védtem meg.
– Tehát ez volt az a kutatási terület, am miatt New Yorkból megkeresték?
– Nem, nem. emiatt kerültem New Yorkba. Ott azt a tudásomat hasznosítottam, amelyet még a Maliga Pál vezette csoportban szereztem kutató munkám első éveiben. Ez az akkori időben nagyon speciális tudással vértezett fel, nevezetesen azzal. hogy képes voltam egyetlen sejtfal nélküli növényi sejtből, protoplasztból, teljesen kifejlett növényt előállítani. Ezen technológia tette lehetővé. hogy érdemben hozzá tudtam járulni olyan kísérletsorozatok elvégzéséhez, amelyek igazolták, hogy transzgenikus növényekben bármilyen tetszőleges gén célzottan kifejeztethető. Dohány növényen kísérleteztünk, és azonosítottuk az első cisz- és transzszabályozó faktorokat, amelyek szabályozzák a gének kifejeződését térben és időben. Munkánk kulcsszerepet játszott az elsőgenerációs, genetikailag módosított, gazdasági szempontból is értékes növények előállításában.
– Ez a köznyelven GMO-ként emlegetett eljárás valójában?
– Az alapkutatás, amit végeztünk, részben nélkülözhetetlen a genetikailag módosított növények létrehozásához, divatos kifejezéssel élve a GMO-k, (Genetically Modified Organisms) megjelenéséhez. Az egésznek az alapja az volt, hogy bebizonyítottuk azt, hogy be lehet ültetni tetszőleges géneket a növényi genomba, és ki is tudjuk válogatni azokat a sejteket, amelyekbe bekerültek ezek a gének, majd a fentebb említett technológia segítségével ezen kiválogatott sejtekből növényeket differenciáltattunk. Egy Monsanto nevű cég fejlesztette ki azt a vektort, amit a new yorki laboratórium megkapott, amely lehetővé tette a sejtek transzformációját, ennek használatát kombináltam az SZBK-ban elsajátított technológiával. Mi akkor dohánynövényt használtunk, egyébként. A folyamat hosszú és bonyolult, de a lényeg, hogy ezen a kutatáson alapult a glialka-rezisztens transzgénikus növények kifejlesztése. Ezt a Monsanto cég végezte, többek között az én eredményeim felhasználásával. A glialka egyébként egy totális növényirtószer, minden növényt kiirt ott, ahol használják. Ám ha ezt egy glialka-rezisztens kukoricatáblára szórják le, azt csak a GMO kukorica éli túl, minden más növényt kiirt a szer.
– A biológia más területeire is elkalandozott azért?
– Foglalkoztatott – hol intenzívebben, hol kevésbé erősen – a kronobiológia is, közelebbről az a belső biológiai óra, amiről ma már mindenki hallhatott, mára sok ismeretet szereztünk róla, de korábban még meglehetősen ismeretlen területnek számított. Ez a belső óra, az úgynevezett cirkadián óra, amelyről bizonyították, hogy a működése alapvetően fontos a fotoszintézis és a növekedés, vagy mostanában használt kifejezéssel, a növényi fitnesz optimalizációjához. Ez úgy valósul meg, hogy a cirkadián rendszer az egyes kulcsfontosságú sejt- és anyagcserefolyamatokban szerepet játszó gének kifejeződését és működését időben harmonizálja. Ebben a témakörben kutatócsoportom számos alapvető fontosságú publikációt jelentetett meg Ezek a felfedezések a gyakorlatban is igazolták a kronobiológia létjogosultságát, másrészt arra engedtek következtetni, hogy a cirkadián óra fontos szerepet játszott az evolúció során. Ez a biológia óra persze nem csak a növényekben ketyeg, a cianobaktériumtól az emberig minden organizmusban működik. Ez utóbbi egyik legkézzelfoghatóbb bizonyítéka a jetlag, amikor valakinek a napi ritmusa (alvás-ébrenlét) több időzónát átrepülve összezavarodik, amolyan másnapos tüneteket mutat. A cirkadián óra a gyógyászatban is lényeges, ugyanis kimutatták, hogy nem mindegy, hogy bizonyos kezeléseket mikor végeznek el, bizonyos gyógyszereket mikor adnak be a betegeknek, mert ha a cirkadián óra által befolyásolt fiziológiás válaszok időbeliségét figyelembe véve teszik, sokkal nagyobb lesz a hatékonyság. Visszatérve a növényekhez, én a kollégáimmal a kutatások során először azt hittem, hibáztunk, mert ugyanazokat a kísérleteket más-más napszakban elvégezve más eredményre jutottunk, mígnem rájöttünk, hogy a cirkadián óra működése egy speciális gén kifejeződési mintázatot generál a növényekben, ez 24 óránként ismétlődik, így nem mindegy, hogy mikor végzünk el egy-egy kísérletet. Mára már bizonyítottá vált, hogy ez a belső, autonóm óra biztosít egyfajta ritmust a földön élő szinte összes élő szervezet működéséhez. A biológiai óra működését természetesen harmonizálni kell a külső környezethez. Erre legalkalmasabb azok a külső tényezők, amelyek periodikusan, szabályszerűen változnak a nap folyamán, például a fény ill. hőmérséklet. A növények a cirkadián órának köszönhetően „tudják” például azt, hogy holnap reggel megjön a fény, később melegebb lesz, s így elő tudnak készülni a napfény optimális hasznosítására.
– Jelenleg is ezek a kérdések foglalkoztatják?
– Kevés időt töltök már laboratóriumban, mások a feladatköreim. De az említett két nagy terület mellett az utóbbi tíz évben elég sok energiát fektettünk az ultraibolya fény élettani hatásaival kapcsolatos kérdések tisztázására. Nevezetesen arra a kérdésre kerestük a választ, hogy a növények képesek-e az egyébként mutagén, tehát az örökítőanyagra károsan ható ultraibolya sugárzást valamilyen speciális, a többi eukarióta vagy prokarióta szervezetben elő nem forduló módon érzékelni? Úgy is fogalmazhatnék, hogy azt a kérdést tettük fel, vajon található-e a növényekben egy olyan molekula, amely az ultraibolya sugárzást fotoreceptorként érzékeli? És igen, találtunk ilyen fotoreceptort., így ma már biztosan kijelenthetjük, hogy a növényekben lévő fotoreceptorok az UV-A/kék, a vörös-távoli-vörös tartományain kívül az UV-B sugárzás intenzitását, tartamát is érzékelik.
– Említette, hogy kevesebb időt tölt már a laboratóriumban. Milyen feladatokkal kell megbirkóznia SZBK-főigazgatóként?
– A legfontosabb feladatom, hogy megteremtsen a lehető legjobb körülményeket a kutatáshoz. Kelet-Közép-Európában valamivel olcsóbb a kutatás (az alacsony bérek miatt), mint a nyugaton, s ezt kihasználva, például sokkal többen tudnak itt dolgozni, több főből állhat egy-egy csoport. Amiben az utóbbi években közelítettünk a nyugathoz, az a szemlélet. Az én fiatalkoromban kis túlzással bármit kutathattunk, az utóbbi időben azonban egyre erősebb az a felfogás, hogy a tudományos munkának legyen társadalmi haszna, megtérülése. A fiatal kutatók hozzáállása más, mint ami 40-50 évvel ezelőtt jellemző volt, ma már ha valaki olyan eredményre jut, amely használható lehet a gyakorlati életben, szabadalmaztatja. Az alapkutatási eredményekre épülő gyakorlati hasznosulást nevezzük innovációnak, s az innováció rendkívül fontossá vált, s ennek szükségszerűségével én magam is egyet értek. Nem véletlenül egyre több a spin off vállalkozás Szegeden is, nem kis mértékben az SZBK miatt. Fontos feladat viszont, hogy megtaláljuk az egyensúlyt, hogy az alapkutatás és az innováció aránya egészséges és fenntartható legyen. Azt hiszem, az SZBK egy remek kutatóhely, ahol jó dolgozni. Ezt sokan érzik így, sokan dolgoznak és szeretnek, szeretnének itt dolgozni. Az én feladatom elsősorban az, hogy ezt lehetővé tegyem, az elérhető legoptimálisabb körülményeket biztosítsam.
– Egész életében rendkívül sokat dolgozott, párhuzamos munkahelyek, egymástól sokszáz kilométerre lévő kutatócsoportok határozták meg a mindennapjait. Maradt idő azért a magánéletre is?
– A feleségem, akivel ötven éve élünk házasságban, orvos, patológus, a fiam, aki szintén orvos, Szegeden él, a lányom Németországba ment férjhez. Nyilván nem könnyű, amikor az ember három országban dolgozik, a lányom például amerikai állampolgár is, mert New Yorkban született, iskolába is több országban jártak a gyerekeim. Idővel kiderült az is, hogy a családom azért nem annyira mobilis, mint én, egy idő után ők szívesebben maradtak egy helyen, de úgy érzem, mindenre jutott és jut időnk, nincs hiányérzetem a magánéletem tekintetében.
– Végezetül engedjen meg egyetlen kérdést még: számos elismerés, köztük a Széchenyi-díj után, akadémikusként hogyan érinti a Szegedért Alapítvány díja?
– Jólesően. Fontos, hogy az embert a saját közössége elismeri. Bár én Hevesen születtem, tizennyolc éves korom óta ezer szállal kötődöm Szegedhez, ahová többször is visszatértem, itt élek ma is. Jól esik ez az elismerés.
– Köszönöm a beszélgetést!
Megjelent a folyóirat 2025. márciusi számában